Rđa je stalna pretnja gvožđu svuda oko nas, jer se ono lako oksidira u prisustvu vazduha i vode. Čak i čelik – tvrda legura gvožđa sa tragovima ugljenika – lako rđa, što znači da oksidacija oštećuje čelik u zgradama, automobilima i aparatima.
Međutim, kao što samo ime sugeriše, nerđajući čelik ne rđa. Pa, u čemu je njegova tajna? Zašto nerđajući čelik ne rđa?
Jednostavno rečeno, hemija nerđajućeg čelika sprečava da kiseonik iz vazduha i okoline dođe do gvožđa u čeliku, čime se sprečava štetna reakcija oksidacije.
Običan čelik rđa kada gvožđe hemijski reaguje sa kiseonikom, stvarajući gvožđev oksid. Iako rđa generalno nije štetna za ljude, može drastično nagrizati gvožđe, čineći ga nesigurnim i neuglednim.
Običan čelik je legura koja sadrži oko 99% gvožđa i između 0,2% i 1% ugljenika, dok nerđajući čelik obično sadrži između 62% i 75% gvožđa, do 1% ugljenika i više od 10,5% hroma. Nerđajući čelik takođe obično sadrži nekoliko procenata nikla, koji ga čini otpornijim i lakšim za obradu.
Hrom je ključan za otpornost nerđajućeg čelika na rđu, objašnjava naučnik za materijale Tim Kolins, generalni sekretar organizacije Worldstainless, neprofitne organizacije iz Belgije povezane sa industrijskom grupom Svetska asocijacija za čelik.
Hrom reaguje sa kiseonikom iz okoline – obično iz vazduha, ali i pod vodom – stvarajući „pasivni sloj“ hromovog oksida (Cr2O3) na površini metala. Ovaj sloj sprečava da kiseonik dođe do gvožđa u čeliku i izazove rđu, objasnio je Kolins.
Pasivni sloj na nerđajućem čeliku je samo nekoliko nanometara debeo, te je nevidljiv, dodao je on. Sloj hromovog oksida se takođe može samostalno regenerisati ako se ošteti; inertan je, što znači da ne reaguje hemijski sa drugim supstancama, i ne prelazi preko površine metala, što nerđajući čelik čini pogodnim za proizvodnju hrane, hirurgiju i druge primene, dodao je Kolins.
Slučajno otkriće
Moderni nerđajući čelik razvijen je 1912. godine od strane engleskog metalurga Harija Brirlija, koji je proučavao legure čelika kako bi sprečio koroziju cevi na puškama.
Brirli je napravio leguru od gvožđa, ugljenika, hroma i nikla. Međutim, nije bila pogodna za cev puške, pa ju je bacio u dvorište, rekao je Kolins. Nekoliko nedelja kasnije, Brirli je primetio da legura u njegovom dvorištu nije zarđala – pa je razvio materijal i predstavio ga svetu 1915. godine.
Kolins je rekao da nerđajući čelik sada čini oko 4% čelika koji se koristi širom sveta svake godine – skoro 2 milijarde tona.
Međutim, nerđajući čelik je složen i skup za proizvodnju – obično košta tri do pet puta više od običnog čelika – a dodavanje posebnih metalnih elemenata u legure (poput molibdena za primene pod vodom) može ga učiniti još skupljim.
Kao rezultat toga, većina primena koje zahtevaju čelik koristi običan ili ugljenični čelik, bilo u uslovima gde ne rđa ili gde je zaštićen spoljnim slojem boje ili nekim drugim premazom.
Ipak, nerđajući čelik se sada koristi za više primena nego ikada, rekao je Kolins, uključujući proizvodnju hrane i bezbednost hrane.
Naučnica za hranu sa Univerziteta Džons Hopkins, Kantha Šelke, rekla je za Live Science da nerđajući čelik ima mnoge prednosti u odnosu na alternative: otporan je na koroziju od kiselina iz hrane i hemikalija za čišćenje – za razliku od aluminijuma i bakra – i ne kontaminira niti menja ukus hrane sa kojom dolazi u kontakt.
Nerđajući čelik je takođe izdržljiv, jači od aluminijuma, i higijenski, sa neporoznom površinom koja se lako čisti i dezinfikuje, napisala je u imejlu.“
Pridružite se našoj Viber grupi!
